题目内容

2．为探究影响浮力大小的因素，小明用量程是0-5N的弹簧测力计做了如图所示的实验．

（1）当物体逐渐浸入水中，水对物体底面的压强将逐渐变大；
（2）物体浸没在水中所受的浮力大小为0.6N；
（3）比较图B和图C可知，物体排开水的体积越大，受到的浮力越大；
（4）比较图C和图D可知，物体所受浮力的大小与液体密度有关．
（5）根据以上实验数据，可以计算出酒精的密度为0.83×103kg/m3．

分析 （1）当物体逐渐浸入水中时，物体底面所处的深度变大，根据p=ρgh可知水对物体底面的压强变化；
（2）物体在空气中时弹簧测力计的示数即为物体的重力，根据弹簧测力计的分度值读出物体浸没在水中时的示数，根据F浮=G-F′求出受到的浮力；
（3）比较图B和图C中物体排开水的体积不同时弹簧测力计示数的关系，然后得出结论；
（4）要探究物体所受浮力的大小与液体密度时，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度；
（5）根据F浮=G-F′求出物体浸没在酒精中时受到的浮力，根据阿基米德原理表示出物体排开水和酒精的体积，根据物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等得出等式即可求出酒精的密度．

解答 解：（1）当物体逐渐浸入水中时，物体底面所处的深度变大，
由p=ρgh可知，水对物体底面的压强变大；
（2）由图A可知，物体的重力G=4.8N，
由图C可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，测力计的示数F′=4.2N，
则物体浸没在水中所受的浮力：F浮=G-F′=4.8N-4.2N=0.6N；
（3）由图B和图C所示实验可知，物体排开水的体积越大，弹簧测力计的示数越小，由F浮=G-F示可知，物体受到的浮力越大；由此可知，物体排开水的体积越大，受到的浮力越大；
（4）要探究物体所受浮力的大小与液体密度时，应控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，图C和图D符合要求；
（5）由图D可知，物体浸没在酒精中时，弹簧测力计的示数F″=4.3N，
则物体浸没在酒精中时受到的浮力F浮′=G-F″=4.8N-4.3N=0.5N，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，物体的体积：V=V排水=V排酒精，
由F浮=ρgV排可得：$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{酒精}g}$，
则酒精的密度：
ρ酒精=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ水=$\frac{0.5N}{0.6N}$×1.0×103kg/m3≈0.83×103kg/m3．
故答案为：（1）变大；（2）0.6；（3）大；（4）C；（5）0.83×103kg．

点评 本题考查了液体压强公式、称重法求浮力、弹簧测力计的读数以及阿基米德原理的应用，要注意控制变量法在实验中的应用，同时知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等．

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A．将此时右边支管中高出的液体倒出      B．取下软管重新安装
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实验次数深度h/（cm）橡皮膜在水中的方向U型管左右液面
高度差△h/（cm）
13朝上2.6
26朝上5.4
39朝上8.2
49朝下8.0
59朝左8.2
69朝右8.2
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